人教版高中物理必修1第三章 相互作用4 力的合成 导学案.doc

3.4 力的合成【学习目标 细解考纲】1.深刻理解合力与分力的等效替代关系。2.区分矢量与标量，知道矢量的合成，应用平行四边形定则。3.通过实验探究，理解力的合成，能用力的合成分析日常生活中的问题。4.能够用图解法和计算法求多个力的合力的大小和方向。【知识梳理 双基再现】如果一个力和其他几个力的_相同，就把这一个力叫那几个力的合力。互成角度的二力合成时，可以用表示这两个力的线段为_作平行四边形。这两个邻边之间的对角线就表示合力的_和_。物体受几个力的作用，这几个力作用于一点上或_交于一点，这样的一组力就叫做_，平等四边形定则只适用于_。【小试身手 轻松过关】1.关于两个大小一定的力的合力，以下说法中正确的是（ ）A.两个力的合力总大于原来的任意一个力 B.两个力的合力至少比原来的一个力大C.合力的大小随两个力之间的夹角增大而减小 D.合力的大小介于二力之和与二力之差的绝对值之间2.两个共点力的大小分别为8 N、3 N，它们之间的夹角可任意变化，则其合力的大小可能是（ ）A.3 N B.8 N C.10 N D.15 N3.两个大小和方向都确定的共点力，其合力的（ ）A.大小和方向都确定 B.大小确定，方向不确定C.大小不确定，方向确定 D.大小方向都不确定4.两个共点力同向时合力为a，反向时合力为b，当两个力垂直时，合力大小为（ ）A. B. C. D.【基础训练 锋芒初显】5.两个大小相等同时作用于同一物体的共点力，当它们间的夹角为90时，其合力大小为F；当它们之间的夹角为120时，合力的大小为（ ）A. 2F B. C. D. 6.已知三个共点力的合力为零，则这三个力的大小可能为（ ）A.15N，5N，6N B.3N，6N，4N C.1N，2N，10N D.1N，6N，3N第 7 题图F7.一个重为20 N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F5 N的力竖直向上拉该物体时，如图所示，物体受到的合力为（ ）A.15 N B.25 N C.20 N D.08.质量为m的木块静止在倾角为的斜面上，斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是（ ）A.沿斜面向下 B.垂直于斜面向上 C.沿斜面向上 D.竖直向上9.如图所示，有大小不变的两个力 F1=40 N和 F2=30 N，当它们之间的夹角分别为30、60、90、120、150时，用作图法求这两个力的合力。第 9 题图OF2F16030OOOOF2F2F2F2F1F1F1F190120150第 10 题图F2F1F3【举一反三 能力拓展】10.如图所示，在同一平面内的三个力作用于同一物体上，其中F160 N，F2=F3=40 N。且F2和F3均与F1成60的夹角，则这三个力的合力的大小为_。11.用弹簧测力计代替砝码做本节中的实验，实验时，先通过细绳用两个测力计拉橡皮条，使其活动端伸长到某一位置O，此时需记下：_，然后用一个弹簧测力计把橡皮条拉长，使活动端到达_，再记下_和_。【名师小结 感悟反思】a.平行四边形定则只适用于两个或多个共点力的合成，多个共点力时，可以多次运用定则依此求解。b.平行四边形定则适用于任何矢量的合成，如速度、加速度、位移等。3.4 力的合成参考答案1.CD2.BC3.A4.B5.B6.B7.D8.D 9.略 10.100N 11.O的位置 两弹簧称的示数 两细绳的方向 O点 弹簧秤的示数 细绳的方向【典例剖析】例1 互成角度的两个共点力，有关它们的合力和分力关系的下列说法中，正确的是 A合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力B合力的大小随分力夹角的增大而增大C合力的大小一定大于任意一个分力D合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力分析 根据力的平行四边形法则可知，两个共点力的合力的大小不一定大于小的分力（图1-43）、小于大的分力（图1-44）；合力的大小也不随夹角的增大而增大（图1-45）；并且也不一定大于任意一个分力答 D例2 在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上（图1-46）如果钢丝绳与地面的夹角A=B=60，每条钢丝绳的拉力都是300N，求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力分析 由图可知，两根钢丝绳的拉力F1、F2之间成60角，根据平行四边形法则可以用图解法和计算法分别求出电线杆受到的合力解答 （1）图解法：自O点引两根有向线段OA和OB，相互间夹角为60，设每单位长为100N，则OA和OB的长度都是3个单位长度作出平行四边形OACB，其对角线OC就代表两个拉力F1、F2的合力F量得OC长为5.2个单位长度，所以合力的大小F=5.2100N=520N用量角器量得AOC=BOC=30，所以合力方向竖直向下（图1-47）（2）计算法：先画出力的平行四边形（图1-48），由于OA=OB，AOD=30因为在力的平行四边形中，各线段按照同一比例表示力的大小，所以合力说明 在计算法中，画出的平行四边形（或三角形）中的各边长，都按同一比例反映力的大小，因此平行四边形的大小（如图1-49中OACB和OACB）并不影响计算结果例3 两个大小相等的共点力F1、F2，当它们间的夹角为90时合力大小为20N，则当它们间夹角为120时，合力的大小为 分析 设F1=F2=f，当它们间的夹角=90时，由画出的平行四边形（实为矩形）得合力（图1-50）为当两分力F1和F2间夹角变为=120时，同理画出平行四边形（图1-51）由于每一半组成一个等边三角形，因此其合力F=F1=F2=答 B说明 由本题可以推知，三个大小相等、互成120角的共点力的合力一定等于零（图1-52）此时每一个力一定与其他两个力的合力等值反向讨论1两共点力F1、F2成任意夹角时的合力，可根据作出的平行四边形由余弦定理得（图1-53）：设合力F与其中一个分力（如图1-53中F2）的夹角为，则课本练习五中题（